1、模拟与数字电子技术课程 设计报告 设计课题：串联型直流稳压电源设计 多功能数字钟电路的设计与制作 专业班级：电气工程及其自动化电本 2 班 模电部分 串联型直流稳压电源设计 一、制作串联型稳压电源的目的要求 1项目设计目的 串联型直流稳压电源是一种应用较为广泛的电源电路，该带路具有输出电压 调节范围宽、元器件选择合适、性能指标高等优点。通过本设计项目，使学生能 独立完成小功率直流稳压电源的电路设计、参数运算、器件选择，提高学生运用 所学知识进行综合性设计的能力。 2项目设计要求 1）此设计为串联型直流稳压电源，主要技术指标要求： 输入交流电压 U=220V，f=50Hz. 输出直流电压 Uo=
2、36V、69V、912V 三档。 输出直流电流1A。 稳压系数 Sr0.01。 纹波电压30mV 具有过电流及短路保护功能。 2）不准使用三端稳压器。 3）要有输出电压指示。 二、方案设计与论证 电路原理方框图 原理说明： 1.单相桥式整流电路可以将单相交流电变换为直流电； 2.整流后的电压脉动较大，需要滤波后变为交流分量较小的直流电压用来供电； 3.滤波后的输出电压容易随电网电压和负载的变化波动不利于设备的稳定运行； 4.将输出电压经过稳压电路后输出电压不会随电网和负载的变化而变化从而提 高设备的稳定性和可靠性，保障设备的正常使用； 5.关于输出电压在不同档位之间的变换， 可以将稳压电源的电
3、压设置为标准电压 再对其进行变换，电压在档位间的调节可以通过调节电位器来进行调节，从而实 现对输出电压的调节。 下图为变压和滤波电路 我们设计了 2 个方案，其中变压和滤波电路方面相同，2 套方案的主要差别在稳 压电路部分。 方案一：此方案以稳压管 D1 的电压作为三极管 Q1 的基准电压，电路引入电 压负反馈，当电网电压波动引起 R2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发 射极电位将随着升高（降低） ，而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变， 所以由 EBBE UUU可知 BE U将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减 小（增大） ，使得 R 两端的电压降低（升高） ，从而达到稳压的效
4、果。负电源部分 与正电源相对称，原理一样。 下图为方案一稳压电路部分 方案二：该方案稳压电路部分如图 2 所示，稳压部分由调整管（Q1、Q2 组成的复合管） ，比较电路（集成运放 U2A） ，基准电压电路（稳压管 D1 BZV55-B3V0） ，采样电路组成（采样电路由 R2、R3、R4、R5 组成） 。当采样电路 的输出端电压升高（降低）时采样电路将这一变化送到 A 的反相输入端，然后与 同相输入端的电位进行比较放大， 运放的输出电压， 即调整管的基极电位降低 （升 高） ；由于电路采用射极输出形式，所以输出电压必然降低（升高） ，从而使输出 电压得到稳定 U2A AD704JN 3 2 1
5、1 4 1 R3 20k Key=A 50% R4 10k Key=A 50% R5 30k J1 R1 10k Q1 2N4922 Q2 2N5039 D1 BZV55-B3V0 R2 60k Key=A 50% Q3 2N3879 R6 1k R7 1k R8 3 D2 BZV60-B12 R9 10k 对以上两个方案进行比较，可以发发现第一个方案为线性稳压电源，具备基 本的稳压效果，但是只是基本的调整管电路，输出电压不可调，而且输出电流不 大，而第二个方案使用了集成运放和调整管作为稳压电路，输出电压可以通过开 关 J1 在 3-6V、6-9V、9-12V 之间调节，功率也较高，可以输出较
6、大的电流。稳 定效果也比第一个方案要好，所以选择第二个方案作为本次课程设计的方案。 三、单元电路设计与参数计算 下图为整体电路框架先有变压器对其进行变压，变压后再对其进行整流，整流后 是高低频的滤波电路，最后是由采样电路、比较放大电路和基准电路三个小的单 元电路组成的稳压电路，稳压后为了进一步得到更加稳定的电压，在稳压电路后 再对其进行，最后得到滤波稳压电源。 变压器的设计和选择 本次课程设计的要求是输出为 3V-6V、6V-9V、9V-12V 的稳压电源，输出电 压较低， 而一般的调整管的饱和管压降在2-3伏左右， 由 OminImaxCE UUU， CE U 为饱和管压降，而 Imax U=12V 为输出最大电压， Omin U=3V 为最小的输入电压，以 饱和管压降 CE U=3V 计算，为了使调整管工作在放大区，输入电压最小不能小于 15V，为保险起见，可以选择 220V-15V 的变压器，再由 P=UI 可知，变压器的功 率应该为 1A15V=15w，所以变压器的功率绝对不能低于 15w，由于串联稳压电 源工作时产
